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氧化石墨企业商机

氧化石墨烯同时具有荧光发射和荧光淬灭特性,广义而言,其自身已经可以作为一种传感材料,在生物、医学领域的应用充分说明了这一点。经过功能化的氧化石墨烯/还原氧化石墨烯在更加***的领域内得到了应用,特别在光探测、光学成像、新型光源、非线性器件等光电传感相关领域有着丰富的应用。光电探测器是石墨烯问世后**早应用的领域之一。2009年,Xia等利用机械剥离的石墨烯制备出了***个石墨烯光电探测器(MGPD)[2],如图9.6,以1-3层石墨烯作为有源层,Ti/Pd/Au作源漏电极,Si作为背栅极并在其上沉淀300nm厚的SiO2,在电极和石墨烯的接触面上因为功函数的不同,能带会发生弯曲并产生内建电场。氧化石墨仍然保留石墨母体的片状结构,但是两层间的间距(约0.7nm)大约是石墨中层间距的两倍。单层氧化石墨型号

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氧化石墨烯(GO)的比表面积很大,而厚度只有几纳米,具有两亲性,表面的各种官能团使其可与生物分子直接相互作用,易于化学修饰,同时具有良好的生物相容性,超薄的GO纳米片很容易组装成纸片或直接在基材上进行加工。另外,GO具有独特的电子结构性能,可以通过荧光能量共振转移和非辐射偶极-偶极相互作用能有效猝灭荧光体(染料分子、量子点及上转换纳米材料)的荧光。这些特点都使GO成为制作传感器极好的基本材料[74-76]。Arben的研究中发现,将CdSe/ZnS量子点作为荧光供体,石墨、碳纤维、碳纳米管和GO作为荧光受体,以上几种碳材料对CdSe/ZnS量子点的荧光淬灭效率分别为66±17%、74±7%、71±1%和97±1%,因此与其他碳材料相比,GO具有更好的荧光猝灭效果[77]。单层氧化石墨型号氧化石墨的亲水性好,易于分散到水泥基复合材料中。

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解决GO在不同介质中的解理和分散等问题是实现GO广泛应用的重要前提。此外,不同的应用体系往往要不同的功能体现和界面结合等特征,故而要经常对GO表面进行修饰改性。GO本身含有丰富的含氧官能团,也可在GO表面引入其他功能基团,或者利用GO之间和GO与其它物质间的共价键或非共价键作用进行化学反应接枝其他官能团。由于GO结构的不确定性,以上均属于一大类复杂的GO化学,导致采用化学方式对GO进行修饰与改性机理复杂化,很难得到结构单一的产品。尽管面临诸多难以解释清楚的问题,但是对GO复合材料优异性能的期望使得非常必要总结对GO进行修饰改性的常用方法和技术,同时也是氧化石墨烯相关材料应用能否实现稳定、可控规模化应用的关键。

氧化石墨烯(GO)的光学性质与石墨烯有着很大差别。石墨烯是零带隙半导体,在可见光范围内的光吸收系数近乎常数(~2.3%);相比之下,氧化石墨烯的光吸收系数要小一个数量级(~0.3%)[9][10]。而且,氧化石墨烯的光吸收系数是波长的函数,其吸收曲线峰值在可见光与紫外光交界附近,随着波长向近红外一端移动,吸收系数逐渐下降。对紫外光的吸收(200-320nm)会表现出明显的π-π*和n-π*跃迁,而且其强度会随着含氧基团的出现而增加[11]。氧化石墨烯(GO)的光响应对其含氧基团的数量十分敏感[12]。随着含氧基团的去除,氧化石墨烯(GO)在可见光波段的的光吸收率迅速上升,**终达到2.3%这一石墨烯吸收率的上限。GO的掺量对于水泥复合材料的提升效果也有差异。

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工业化和城市化导致天然地表水体中的有毒化学品排放,其中包括酚类、油污、***、农药和腐植酸等有机物,这些污染物在制药,石化,染料,农药等行业的废水中***检测到。许多研究集中在从水溶液中有效去除这些有毒污染物,如光催化,吸附和电解54-57。在这些方法中,由于吸附技术低成本,高效率和易于操作,远远优于其他技术。与传统的膜材料不同,GO作为碳质材料与有机分子的相互作用机理差异很大。新的界面作用可在GO膜内引入独特的传输机制,导致更有效地从水中去除有机污染物。石墨烯和GO对有机物的吸附机理的研究表明,疏水作用、π-π键交互作用、氢键、共价键和静电相互作用会影响石墨烯和GO对有机物的吸附能力。石墨烯具有很好的电学性质,但氧化石墨本身却是绝缘体(或是半导体)。官能化氧化石墨销售厂

氧化石墨可以通过用强氧化剂来处理石墨来制备。单层氧化石墨型号

RGO制备简单、自身具有受还原程度调控的带隙,可以实现超宽谱(从可见至太赫兹波段)探测。氧化石墨烯的还原程度对探测性能有***影响,随着氧化石墨烯还原程度的提高,探测器的响应率可以提高若干倍以上。因此,在CVD石墨烯方案的基础上,研究者开始尝试使用还原氧化石墨烯制备类似结构的光电探测器。对于RGO-Si器件,带间光子跃迁以及界面处的表面电荷积累,是影响光响应的重要因素[72]。2014年,Cao等[73]将氧化石墨烯分散液滴涂在硅线阵列上,而后通过热处理对氧化石墨烯进行热还原,制得了硅纳米线阵列(SiNW)-RGO异质结的室温超宽谱光探测器。该探测器在室温下,***实现了从可见光(532nm)到太赫兹波(2.52THz,118.8mm)的超宽谱光探测。在所有波段中,探测器对10.6mm的长波红外具有比较高的光响应率可达9mA/W。单层氧化石墨型号

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